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Mar 17, 2023

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Nature Communications 13권, 기사 번호: 3635(2022) 이 기사 인용

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직접적인 공기 포집(DAC)은 엄격한 기후 목표를 달성하는 데 중요하지만 대규모 배치가 환경에 미치는 영향은 이러한 맥락에서 평가되지 않았습니다. 일련의 기후 변화 완화 시나리오에서 두 가지 유망 기술에 대한 전향적 수명 주기 평가를 수행한 결과, 환경 문제 변화를 피하기 위해서는 전기 부문의 탈탄소화와 DAC 기술 개선이 모두 필수 불가결하다는 사실을 발견했습니다. 전력 부문의 탈탄소화는 격리 효율성을 향상시킬 뿐만 아니라 DAC를 통해 격리된 CO2 1톤당 육상 생태독성 및 금속 고갈 수준도 증가시킵니다. 이러한 증가는 DAC 재료 및 에너지 사용 효율성을 개선하여 줄일 수 있습니다. DAC는 지역별 환경 영향 변화를 보여 에너지 시스템 계획 및 통합과 관련된 스마트 부지 선정의 중요성을 강조합니다. DAC 배포는 장기 기후 목표 달성을 지원하지만 환경 및 기후 성과는 부문별 완화 조치에 따라 달라지므로 부문별 탈탄소화 목표의 완화를 제안해서는 안 됩니다.

기후 변화에 관한 정부간 패널(IPCC)1에서 사용하는 기후 변화 완화 시나리오에 따르면 에너지 및 재료 관련 서비스의 급속한 탈탄소화는 21세기 말까지 지구 평균 기온 상승을 2°C 미만으로 유지하기에는 불충분할 가능성이 높습니다. . 420~1,170기가톤(Gt) CO2의 나머지 세계 탄소 예산은 현재의 연간 배출율과 예상 국가별 기여도(NDC)2에 따르면 10~30년 내에 고갈될 것으로 예상됩니다. 대부분의 IPCC 배출 시나리오는 처음에는 탄소 예산을 초과한 다음 이산화탄소 제거(CDR) 기술을 통해 과잉 탄소를 ​​제거합니다. 즉, 대기에서 CO2를 제거하여 육지나 바다에 200~1200만큼 저장하려는 의도적인 노력입니다. 21002년을 향해 Gt CO2.

CDR 전략에는 식물, 암석, 토양의 자연적인 지상 및 지하 탄소 흡수원의 강화뿐만 아니라 농축된 대기 CO2를 격리, 저장 또는 활용하도록 설계된 확장 가능한 엔지니어링 솔루션이 포함됩니다. 직접 공기 포집(DAC)은 개발 초기 단계임에도 불구하고 점점 더 주목을 받고 있으며 유망한 기후 변화 완화 전략으로 인식되고 있습니다1. 전 세계적으로 균일한 대기 CO2 농도 수준을 고려할 때, DAC 시설은 저렴하고 무탄소 에너지를 풍부하게 제공하는 위치 및/또는 CO2 운송 비용을 줄이기 위해 파이프라인 인프라, 지하 저장 또는 활용 시설에 가까운 위치에 배치될 수 있습니다3. 또한, 엄격한 완화 목표를 촉진하는 대체 CDR 기술인 탄소 포집 및 저장을 갖춘 바이오에너지(BECCS)와 비교하여 DAC는 물과 토지 이용5에서 발자국이 훨씬 적어 식량 안보 및 생물 다양성 손실에 대한 우려를 줄일 것으로 예상됩니다6.

직접 대기 탄소 포집 및 저장(DACCS)은 화학적 또는 물리적 공정을 사용하여 주변 공기에서 CO2를 분리하고 이를 지질학적 저장 장소에 영구적으로 격리합니다. 대기 CO2의 매우 희석된 특성(현재 약 415ppm)으로 인해 DACCS 기술에는 상당한 에너지 및 재료 투입이 필요하므로 기후 변화 완화에 대한 향후 배포와 역할은 프로세스 설계와 그에 따른 기술 경제적 및 환경적 성능에 크게 좌우됩니다3 . 현재 기술 경제적 관점에서 두 가지 유형의 기술이 유망한 것으로 간주됩니다. 일반적으로 CO27,8,9,10 포집을 위해 수산화 수용액(수산화칼륨, 수산화나트륨)을 사용하는 용매 기반 DACCS와 주로 아민을 사용하는 흡착제 기반 DACCS입니다. 다양한 다공성 고체 지지체11,12,13,14에 접착된 재료. 용매 기반 DACCS에는 CO2 재생10을 위한 전용 고온(900°C) 열이 필요합니다. 따라서 열역학적 관점에서 볼 때 열 공급 옵션은 (재생 가능한) 천연 가스 또는 (재생 가능한) 수소와 같은 에너지 밀도가 높은 연료를 연소하는 것으로 크게 제한되는 반면, 전기 저항 가열 및 전기 화학적 재생 접근법이 개발 중입니다. 흡착제 기반 DACCS는 CO2 재생을 위한 저온(80~120°C) 열로 작동할 수 있으며15 더 다양한 열 에너지 공급 옵션(예: 히트 펌프, 지열 및 산업 폐열)을 제공합니다.